邓兴旺团队在《The Plant Cell》发表玉米表观遗传修饰新成果
时间:2009-04-21 11:40 来源:生物通 作者:小茜 点击:次
著名华人科学家、北京生命科学研究所所长邓兴旺领导的研究小组在《The Plant Cell》杂志在线发表了关于玉米基因组表观遗传修饰的研究成果,文章标题为:Genome-Wide and Organ-Specific Landscapes of Epigenetic Modifications and Their Relationships to mRNA and Small RNA Transcriptomes in Maize。 2008年2月8日,邓兴旺在《Plant Cell》上发表了他领导团队的最新研究结果,探讨了水稻中表观遗传改变与基因表达之间的相互关系。研究发现,只有DNA甲基化而没有H3K4甲基化会导致转录抑制;同时存在DNA甲基化和H3K4甲基化时,转录活性仅略微降低。编码蛋白基因的转录活性与H3K4me3/H3K4me2的比率大小呈正相关:当以H3K4me3为主时,转录活性高;以H3K4me2为主时,转录活性低。 玉米基因组草图于2008年初公布,因此对玉米基因组的注释、表观遗传修饰以及基因和各种小RNA转录活性的研究成为玉米功能基因组学领域的重要课题。这是邓兴旺研究小组继水稻表观遗传学研究后的又一力作。 在本研究中,邓兴旺等对四种组蛋白修饰和DNA甲基化如何综合影响基因表达进行了系统分析:三种组蛋白修饰H3K4me3、H3K9ac、H3K36me3在编码蛋白的功能基因上丰度很高,而在转座子相关基因上很少,并对基因表达起正调控作用;H3K27me3和DNA甲基化对基因表达具有负调控作用,且两者相互排斥。小RNA中microRNA和siRNA的组成比例在植物不同发育阶段有所不同,这种差异由mop1基因的组织特异性表达控制:高丰度的mop1基因表达可使24-nt siRNA比例升高;相反,低丰度mop1基因表达导致24-nt siRNA比例降低,而21-nt miRNA比例升高。本研究还发现了两类新的siRNA:一类长度为22-nt的siRNA,由基因组中的长发夹双链RNA产生,作用于基因的编码区;另一类(20~22-nt)由基因组中的短颠倒重复序列产生的类似于miRNA的siRNA(miRNA-like small hairpin RNA),以反式作用模式与基因的上下游互补链结合。 NIBS王向峰博士和李学勇博士、耶鲁大学Axel Elling博士及中国科学院李宁博士为文章共同第一作者。NIBS何光明博士和戚益军博士、耶鲁大学孙卉参与了ChIP-DNA、mRNA和小RNA库的构建。ChIP-Seq与RNA-Seq测序数据由北京生命科学研究所产生,分析工作是在耶鲁大学和哈佛大学(X. Shirley Liu)实验室合作下完成的。北京大学彭智宇博士参与了玉米基因组功能注释工作。邓兴旺教授为该文章的通讯作者。 此项研究为科技部863项目和北京市科委资助课题。 (责任编辑:泉水) |
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